Esta sonda abrió el camino para el estudio de las ondas gravitatorias desde el espacio — y ahora ha sido apagada
Eso va a hacer, LISA Pathfinder
Por Loren Grush para The Verge 19 de julio de 2017
Una representación de la nave espacial LISA Pathfinder. De archivo: ESA-C.Carreau
Ayer, la Agencia Espacial Europea dijo adiós a una de sus naves espaciales que ha ayudado a allanar el camino para un nuevo método de estudio del Universo: el LISA Pathfinder, una sonda de tamaño de automóvil que ha estado probando la tecnología necesaria para detectar ondulaciones en la tela Del espacio-tiempo - llamadas ondas gravitacionales - del espacio. LISA Pathfinder completó su misión en junio con un éxito rotundo. Ahora, la ESA ha cerrado el vehículo y lo ha enviado en un curso lejos de la Tierra - de esa manera la nave espacial no se convierte en otra pieza de basura espacial que interfiere con futuras misiones.
LISA Pathfinder siempre fue la intención de ser el acto de apertura para una futura misión llamada Antena Espacial de Interferómetro Láser, o LISA. Destinado a lanzarse en algún momento de la década de 2030, LISA consistirá en tres naves espaciales que vivirán en órbita alrededor del Sol y formarán el primer observatorio espacial para detectar ondas gravitatorias.
LISA PATHFINDER SIEMPRE SIGNIFICA SER LA LEY DE APERTURA
Hasta ahora, las ondas gravitacionales sólo se han detectado unas pocas veces desde la Tierra, pero un detector basado en el espacio como LISA podría potencialmente captar aún más. Esto se debe a que detectar estas ondulaciones espacio-temporales es un proceso increíblemente delicado, que implica medir pequeños cambios en las posiciones de los objetos que se extienden a lo largo de grandes distancias. La Tierra tiene tan solo espacio que puede ser utilizado para la detección, y es un lugar bastante activo, lleno de vibraciones y fuerzas que pueden meterse con estas pequeñas mediciones. El espacio tiene mucho menos de este "ruido" que la Tierra. También tiene mucho más espacio para extenderse a la detección, por lo que es mucho más ideal.
Sin embargo, la creación de un detector de ondas gravitacionales basado en el espacio es una hazaña de ingeniería increíblemente complicada, que implica nuevas tecnologías que nunca antes se habían utilizado en el espacio. Una vez que LISA esté en el espacio, no habrá manera de arreglarlo si algo sale mal. Es por eso que ESA lanzó la misión LISA Pathfinder a finales de 2015: probar la tecnología crucial que se utilizará en LISA, así como comprender mejor lo que la nave espacial experimentará en el entorno espacial. Los ingenieros de ESA ahora pueden utilizar lo que han aprendido de LISA Pathfinder para crear la mejor versión posible de LISA.
"Si algo no funciona, no puedes intentar una nueva técnica", dice Ira Thorpe, un astrofísico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA que ha trabajado extensamente con la ESA en la misión LISA, a The Verge. "Tienes que estar absolutamente seguro de que todo funciona la primera vez o de lo contrario está hecho."
LISA está diseñado para trabajar un poco como los Observatorios de Ondas Gravitatorias de Láser Interferómetro, o LIGOs, en Washington y Louisiana, que hicieron la primera detección de ondas gravitacionales en 2015. Estas instalaciones están específicamente diseñadas para captar olas procedentes de objetos masivos Que se mueven rápidamente en el Universo lejano. En realidad, todo lo que se mueve provoca ondulaciones en el espacio-tiempo, desde una persona que camina por la calle hasta un planeta en órbita. Pero esos tipos de ondas son demasiado débiles para detectar aquí en la Tierra. Los objetos supermasivos que se mueven increíblemente rápido, como agujeros negros girando uno alrededor del otro, generan ondas mucho más grandes que podemos medir, pero para cuando estas ondas llegan a la Tierra, han disminuido en tamaño bastante, lo que significa que necesitamos instrumentación especial para escoger Ellos: los LIGO.
Cada LIGO tiene la forma de un gigante "L." Cada línea de la L es un túnel de 2,5 millas de largo, con espejos suspendidos en cada extremo. Los espejos miden cuando pasa una onda gravitacional: una ola pasajera hará que cada espejo se mueva ligeramente, sólo una diez milésima del tamaño de un protón. El movimiento de los espejos se mide mediante un láser; El tiempo que tarda el láser en rebotar revela si una ola ha pasado.
Una representación artística de lo que una nave espacial futura LISA se verá así. Editorial: Comercialización / Exozet de AEI / Milde
LISA adopta el mismo concepto de LIGO y lo escalona - mucho. En el espacio, las tres sondas espaciales LISA se posicionarán a una distancia de 1,5 millones de millas unas de otras en un triángulo. Los rayos láser conectarán cada vehículo a los otros dos. En lugar de rebotar fuera de los espejos, sin embargo, los láseres golpearán los cubos de oro-platino que son esencialmente flotando independientemente dentro de la nave espacial. Cuando pasa una onda, los láseres pueden medir los desplazamientos en el espacio-tiempo alrededor del cubo, que parecen moverse.
Para trabajar, esos cubos tienen que estar en un estado de caída libre constante; No pueden tocar la nave espacial protegiéndolos y deben ser imperturbables por fuerzas externas, como la radiación solar o partículas minúsculas. Así que los cubos vivirán en una pequeña cavidad dentro de la nave espacial, la cual estará constantemente ajustando su posición con propulsores super pequeños para que el cubo y la nave espacial no se toquen. Estos pequeños motores son increíblemente pequeños, produciendo sólo 30 microNewtons de empuje, que es sobre el peso de un mosquito, dice Thorpe. Un empujador disparando a plena potencia "sería como si un mosquito aterrizara en el costado de la nave espacial y lo moviera ligeramente", dice.
LISA Pathfinder demostró que podría mantener dos cubos de oro en un estado constante de caída libre. La misión también permitió a los científicos crear un modelo de cuánto ruido la nave espacial puede manejar en el espacio y seguir haciendo su trabajo. Eso será crítico cuando se trata de construir la nave espacial LISA durante la próxima década, dice Thorpe. Si cualquier cambio tiene que ser hecho al diseño de LISA, los ingenieros sabrán exactamente qué cambios a la nave espacial son aceptables y cuáles evitarán que el vehículo funcione correctamente.
<< Avanzar con lisa significó poner lisa pathfinder para descansar
Pero avanzar con LISA significó poner a LISA Pathfinder a descansar. A las 2PM ET ayer, el equipo de la misión había enviado todos los comandos finales a la nave espacial, apagando todos sus instrumentos y su antena de radio. LISA Pathfinder se encuentra a un millón de millas de la Tierra, pero todavía existe la posibilidad de que las ondas de radio de la nave espacial puedan interferir con otras comunicaciones por satélite y radiotelescopios. Así que la ESA disparó los propulsores del vehículo en abril y lo envió a una órbita alrededor del Sol. De esta manera hay una increíble pequeña posibilidad de que llegue cerca de la Luna y la Tierra en los próximos 100 años.
Gracias a LISA Pathfinder, la ESA se siente muy segura de LISA, lo que podría ayudar a recoger nuevos tipos de olas. Debido a la gran distancia que puede cubrir, LISA puede ser capaz de recoger objetos masivos que se mueven mucho más lentamente de lo que LIGO puede ver. Potencialmente, LISA podría ver las lentas fusiones de agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias o estrellas superdensas que están lentamente en espiral hacia el otro. Cuando estos objetos se combinan, comienzan a girar entre sí cada vez más rápidamente antes de fusionarse finalmente en una fuerza explosiva. Incluso existe la posibilidad de que LISA pueda ver una fusión de agujeros negros antes de que LIGO pueda verla.
"Podremos saber qué día y qué parte del cielo se producirá una fusión", dice Thorpe. "Cambia el paradigma ... Podremos dar aviso anticipado y áreas aproximadas de dónde ir a buscar."
With a little help from Google Translate for Business
Eso va a hacer, LISA Pathfinder
Por Loren Grush para The Verge 19 de julio de 2017
Una representación de la nave espacial LISA Pathfinder. De archivo: ESA-C.Carreau
Ayer, la Agencia Espacial Europea dijo adiós a una de sus naves espaciales que ha ayudado a allanar el camino para un nuevo método de estudio del Universo: el LISA Pathfinder, una sonda de tamaño de automóvil que ha estado probando la tecnología necesaria para detectar ondulaciones en la tela Del espacio-tiempo - llamadas ondas gravitacionales - del espacio. LISA Pathfinder completó su misión en junio con un éxito rotundo. Ahora, la ESA ha cerrado el vehículo y lo ha enviado en un curso lejos de la Tierra - de esa manera la nave espacial no se convierte en otra pieza de basura espacial que interfiere con futuras misiones.
LISA Pathfinder siempre fue la intención de ser el acto de apertura para una futura misión llamada Antena Espacial de Interferómetro Láser, o LISA. Destinado a lanzarse en algún momento de la década de 2030, LISA consistirá en tres naves espaciales que vivirán en órbita alrededor del Sol y formarán el primer observatorio espacial para detectar ondas gravitatorias.
LISA PATHFINDER SIEMPRE SIGNIFICA SER LA LEY DE APERTURA
Hasta ahora, las ondas gravitacionales sólo se han detectado unas pocas veces desde la Tierra, pero un detector basado en el espacio como LISA podría potencialmente captar aún más. Esto se debe a que detectar estas ondulaciones espacio-temporales es un proceso increíblemente delicado, que implica medir pequeños cambios en las posiciones de los objetos que se extienden a lo largo de grandes distancias. La Tierra tiene tan solo espacio que puede ser utilizado para la detección, y es un lugar bastante activo, lleno de vibraciones y fuerzas que pueden meterse con estas pequeñas mediciones. El espacio tiene mucho menos de este "ruido" que la Tierra. También tiene mucho más espacio para extenderse a la detección, por lo que es mucho más ideal.
Sin embargo, la creación de un detector de ondas gravitacionales basado en el espacio es una hazaña de ingeniería increíblemente complicada, que implica nuevas tecnologías que nunca antes se habían utilizado en el espacio. Una vez que LISA esté en el espacio, no habrá manera de arreglarlo si algo sale mal. Es por eso que ESA lanzó la misión LISA Pathfinder a finales de 2015: probar la tecnología crucial que se utilizará en LISA, así como comprender mejor lo que la nave espacial experimentará en el entorno espacial. Los ingenieros de ESA ahora pueden utilizar lo que han aprendido de LISA Pathfinder para crear la mejor versión posible de LISA.
"Si algo no funciona, no puedes intentar una nueva técnica", dice Ira Thorpe, un astrofísico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA que ha trabajado extensamente con la ESA en la misión LISA, a The Verge. "Tienes que estar absolutamente seguro de que todo funciona la primera vez o de lo contrario está hecho."
LISA está diseñado para trabajar un poco como los Observatorios de Ondas Gravitatorias de Láser Interferómetro, o LIGOs, en Washington y Louisiana, que hicieron la primera detección de ondas gravitacionales en 2015. Estas instalaciones están específicamente diseñadas para captar olas procedentes de objetos masivos Que se mueven rápidamente en el Universo lejano. En realidad, todo lo que se mueve provoca ondulaciones en el espacio-tiempo, desde una persona que camina por la calle hasta un planeta en órbita. Pero esos tipos de ondas son demasiado débiles para detectar aquí en la Tierra. Los objetos supermasivos que se mueven increíblemente rápido, como agujeros negros girando uno alrededor del otro, generan ondas mucho más grandes que podemos medir, pero para cuando estas ondas llegan a la Tierra, han disminuido en tamaño bastante, lo que significa que necesitamos instrumentación especial para escoger Ellos: los LIGO.
Cada LIGO tiene la forma de un gigante "L." Cada línea de la L es un túnel de 2,5 millas de largo, con espejos suspendidos en cada extremo. Los espejos miden cuando pasa una onda gravitacional: una ola pasajera hará que cada espejo se mueva ligeramente, sólo una diez milésima del tamaño de un protón. El movimiento de los espejos se mide mediante un láser; El tiempo que tarda el láser en rebotar revela si una ola ha pasado.
Una representación artística de lo que una nave espacial futura LISA se verá así. Editorial: Comercialización / Exozet de AEI / Milde
LISA adopta el mismo concepto de LIGO y lo escalona - mucho. En el espacio, las tres sondas espaciales LISA se posicionarán a una distancia de 1,5 millones de millas unas de otras en un triángulo. Los rayos láser conectarán cada vehículo a los otros dos. En lugar de rebotar fuera de los espejos, sin embargo, los láseres golpearán los cubos de oro-platino que son esencialmente flotando independientemente dentro de la nave espacial. Cuando pasa una onda, los láseres pueden medir los desplazamientos en el espacio-tiempo alrededor del cubo, que parecen moverse.
Para trabajar, esos cubos tienen que estar en un estado de caída libre constante; No pueden tocar la nave espacial protegiéndolos y deben ser imperturbables por fuerzas externas, como la radiación solar o partículas minúsculas. Así que los cubos vivirán en una pequeña cavidad dentro de la nave espacial, la cual estará constantemente ajustando su posición con propulsores super pequeños para que el cubo y la nave espacial no se toquen. Estos pequeños motores son increíblemente pequeños, produciendo sólo 30 microNewtons de empuje, que es sobre el peso de un mosquito, dice Thorpe. Un empujador disparando a plena potencia "sería como si un mosquito aterrizara en el costado de la nave espacial y lo moviera ligeramente", dice.
LISA Pathfinder demostró que podría mantener dos cubos de oro en un estado constante de caída libre. La misión también permitió a los científicos crear un modelo de cuánto ruido la nave espacial puede manejar en el espacio y seguir haciendo su trabajo. Eso será crítico cuando se trata de construir la nave espacial LISA durante la próxima década, dice Thorpe. Si cualquier cambio tiene que ser hecho al diseño de LISA, los ingenieros sabrán exactamente qué cambios a la nave espacial son aceptables y cuáles evitarán que el vehículo funcione correctamente.
<< Avanzar con lisa significó poner lisa pathfinder para descansar
Pero avanzar con LISA significó poner a LISA Pathfinder a descansar. A las 2PM ET ayer, el equipo de la misión había enviado todos los comandos finales a la nave espacial, apagando todos sus instrumentos y su antena de radio. LISA Pathfinder se encuentra a un millón de millas de la Tierra, pero todavía existe la posibilidad de que las ondas de radio de la nave espacial puedan interferir con otras comunicaciones por satélite y radiotelescopios. Así que la ESA disparó los propulsores del vehículo en abril y lo envió a una órbita alrededor del Sol. De esta manera hay una increíble pequeña posibilidad de que llegue cerca de la Luna y la Tierra en los próximos 100 años.
Gracias a LISA Pathfinder, la ESA se siente muy segura de LISA, lo que podría ayudar a recoger nuevos tipos de olas. Debido a la gran distancia que puede cubrir, LISA puede ser capaz de recoger objetos masivos que se mueven mucho más lentamente de lo que LIGO puede ver. Potencialmente, LISA podría ver las lentas fusiones de agujeros negros supermasivos en los centros de galaxias o estrellas superdensas que están lentamente en espiral hacia el otro. Cuando estos objetos se combinan, comienzan a girar entre sí cada vez más rápidamente antes de fusionarse finalmente en una fuerza explosiva. Incluso existe la posibilidad de que LISA pueda ver una fusión de agujeros negros antes de que LIGO pueda verla.
"Podremos saber qué día y qué parte del cielo se producirá una fusión", dice Thorpe. "Cambia el paradigma ... Podremos dar aviso anticipado y áreas aproximadas de dónde ir a buscar."
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